JP6111442B2 - Organic EL element, organic EL panel, organic EL light emitting device, and organic EL display device - Google Patents
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- H10K59/131—Interconnections, e.g. wiring lines or terminals
- H10K59/1315—Interconnections, e.g. wiring lines or terminals comprising structures specially adapted for lowering the resistance
Description
本発明は、有機電界発光素子(以下「有機EL素子」と称する)の構造に関し、特に、画素電極と離間して設けられた補助電極と共通電極との間の導電性を向上させる技術、、当該有機EL素子を備える表示パネル、発光装置、および表示装置に関する。 The present invention relates to a structure of an organic electroluminescent element (hereinafter referred to as “organic EL element”), and in particular, a technique for improving conductivity between an auxiliary electrode and a common electrode provided apart from a pixel electrode, The present invention relates to a display panel, a light emitting device, and a display device including the organic EL element.
近年、有機半導体を用いた各種機能素子の研究開発が進められており、代表的な機能素子として有機EL素子が挙げられる。有機EL素子は、電流駆動型の発光素子であり、画素電極および共通電極からなる電極対の間に、有機材料からなる発光層を含む機能層を設けた構成を有する。そして、有機EL素子は、電極対間に電圧を印加し、画素電極から機能層に注入されるホールと共通電極から機能層に注入される電子とを再結合させ、これにより発生する電界発光現象によって発光する。このように、有機EL素子は、自己発光を行うため視認性が高くかつ完全固体素子であるため耐衝撃性に優れることから、各種有機EL表示パネルおよび有機EL表示装置における発光素子や光源としての利用が注目されている。 In recent years, various functional elements using organic semiconductors have been researched and developed, and an organic EL element is a typical functional element. The organic EL element is a current-driven light-emitting element and has a configuration in which a functional layer including a light-emitting layer made of an organic material is provided between an electrode pair made of a pixel electrode and a common electrode. The organic EL element applies a voltage between the electrode pair to recombine holes injected from the pixel electrode into the functional layer and electrons injected from the common electrode into the functional layer, thereby generating an electroluminescence phenomenon. To emit light. As described above, since the organic EL element performs self-emission and has high visibility and is a complete solid element, it is excellent in impact resistance. Use is drawing attention.
一般に、有機EL表示パネルにおける共通電極は、有機EL素子が配列されたパネル面全体を覆うように設けられている。共通電極には、パネル周縁において、外部より電圧が印加されるように電圧源が接続されている。そのため、パネルの中央領域には、電圧源から共通電極の電気抵抗を介して電圧が印加されることとなる。これにより、電圧源から同じ電圧を出力した場合であっても、パネル面内の中央領域と周辺領域とでは、各発光層に印加される電圧が大きくばらつき、有機EL素子の輝度もばらついてしまうおそれがある。この問題に対して、共通電極とともに共通電極よりも低抵抗の補助配線を用いて各発光層に電圧印加を行うことで、パネル面内での各発光層に印加される電圧のばらつきを抑制する発光装置が提案されている(特許文献1)。 Generally, the common electrode in the organic EL display panel is provided so as to cover the entire panel surface on which the organic EL elements are arranged. A voltage source is connected to the common electrode so that a voltage is applied from the outside at the periphery of the panel. Therefore, a voltage is applied from the voltage source to the central region of the panel via the electric resistance of the common electrode. As a result, even when the same voltage is output from the voltage source, the voltage applied to each light emitting layer varies greatly between the central region and the peripheral region in the panel surface, and the luminance of the organic EL element also varies. There is a fear. In order to solve this problem, by applying a voltage to each light emitting layer using an auxiliary wiring having a resistance lower than that of the common electrode together with the common electrode, variation in the voltage applied to each light emitting layer in the panel surface is suppressed. A light emitting device has been proposed (Patent Document 1).
ところで、近年、有機EL素子を備えた各種表示パネルは大型化している。表示パネルが大型化すると、パネルの中央領域に電圧源から共通電極の電気抵抗を介して電圧が印加されるまでの当該電気抵抗が大きくなってしまう。これにより、共通電極を介してパネル面内の各発光層に印加される電圧のばらつきが大きくなっている。当該電圧のばらつきが大きくなると、パネル面内での輝度ムラが顕著になってしまう。 By the way, in recent years, various display panels provided with organic EL elements have become larger. When the display panel is enlarged, the electric resistance until a voltage is applied from the voltage source to the central region of the panel through the electric resistance of the common electrode is increased. Thereby, the variation of the voltage applied to each light emitting layer in a panel surface via a common electrode is large. When the variation of the voltage becomes large, uneven brightness in the panel surface becomes remarkable.
本発明は上記を鑑みてなされたものであって、パネル面内の各発光層に印加される電圧のばらつきを、さらに抑制した有機EL素子を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of the above, Comprising: It aims at providing the organic EL element which suppressed further the dispersion | variation in the voltage applied to each light emitting layer in a panel surface.
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る有機EL素子は、基板をベースとしてその上に画素領域と補助領域とが隣接して設けられた有機EL素子であって、前記基板上の画素領域相当部位に設けられた画素電極と、前記基板上の補助領域相当部位に設けられた補助配線と、前記画素電極上と前記補助配線上とに設けられた第1機能層と、前記第1機能層上の画素領域相当部位に設けられ、有機発光材料を含む発光層と、前記発光層上および前記第1機能層上の補助領域相当部位に設けられた第2機能層と、前記第2機能層上の画素領域相当部位から補助領域相当部位までに連続して設けられた共通電極と、を備え、前記第1機能層は、遷移金属の酸化物を含み、前記第2機能層は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のうち少なくとも1つのフッ化物を含み、前記共通電極は、前記第2機能層に含まれるフッ化物に対し還元性を有する金属を含む。 In order to achieve the above object, an organic EL element according to one embodiment of the present invention is an organic EL element in which a pixel region and an auxiliary region are provided adjacent to each other on a substrate as a base, A pixel electrode provided in a part corresponding to a pixel region; an auxiliary wiring provided in a part corresponding to an auxiliary region on the substrate; a first functional layer provided on the pixel electrode and on the auxiliary wiring; A light emitting layer including an organic light emitting material provided in a portion corresponding to a pixel region on one functional layer; a second functional layer provided in a portion corresponding to an auxiliary region on the light emitting layer and on the first functional layer; A common electrode provided continuously from the pixel region equivalent portion to the auxiliary region equivalent portion on the two functional layers, wherein the first functional layer includes an oxide of a transition metal, and the second functional layer is Less than alkali metal and alkaline earth metal Also includes one of a fluoride, the common electrode may include a metal having a reducing property to fluoride contained in the second functional layer.
本発明の一態様に係る有機EL素子では、第1機能層が遷移金属の酸化物を含み、第2機能層がアルカリ金属およびアルカリ土類金属のうち少なくとも1つのフッ化物を含み、共通電極が、前記第2機能層に含まれるフッ化物に対し還元性を有する金属を含むため、パネル面内の各発光層に印加される電圧のばらつきを、さらに抑制できる。 In the organic EL device according to one embodiment of the present invention, the first functional layer includes an oxide of a transition metal, the second functional layer includes at least one fluoride of an alkali metal and an alkaline earth metal, and the common electrode includes Since a metal having a reducing property with respect to the fluoride contained in the second functional layer is included, variation in voltage applied to each light emitting layer in the panel surface can be further suppressed.
[本発明の一態様を得るに至った経緯]
以下、本発明の態様を具体的に説明するに先立ち、本発明の態様を得るに至った経緯について説明する。[Background of obtaining one embodiment of the present invention]
Hereinafter, prior to specific description of the embodiments of the present invention, the background for obtaining the embodiments of the present invention will be described.
上述のように、近年、有機EL素子を備えた各種表示パネルの大型化に伴い、パネル面内の各発光層に印加される電圧のばらつきを抑制したいという要請がさらに高まっている。これに対して、発明者らは、補助配線と共通電極との間の導電性を向上させることで、この要請に応えようとした。 As described above, in recent years, with the increase in size of various display panels including organic EL elements, there has been an increasing demand for suppressing variations in voltage applied to each light emitting layer in the panel surface. On the other hand, the inventors tried to respond to this request by improving the conductivity between the auxiliary wiring and the common electrode.
ここで、基板をベースとしてその上に画素電極が設けられる画素領域と補助配線が設けられる補助領域とが隣接して存在するよう構成されたパネルを考えると、基板上の少なくとも画素領域相当部位にホール注入性や電子注入性を向上させるための機能層が設けられているといえる。ここで、当該機能層のうちインクジェット法によるウェットプロセス法等で形成されるものは画素領域相当部位にのみ形成される。一方、当該機能層のうちスパッタリング法や真空蒸着法等で形成されるものは、パネル面内に亘って形成されることが多く、補助領域相当部位にも設けられることが多い。そこで、発明者らは、機能層の補助領域相当部位の導電性を向上させて、補助配線と共通電極との間の導電性を向上させることを考えた。 Here, when considering a panel configured such that a pixel area on which a pixel electrode is provided and an auxiliary area on which an auxiliary wiring is provided adjacent to the substrate as a base, at least a portion corresponding to the pixel area on the substrate. It can be said that a functional layer for improving the hole injection property and the electron injection property is provided. Here, among the functional layers, those formed by a wet process method using an ink jet method or the like are formed only in a portion corresponding to the pixel region. On the other hand, among the functional layers, those formed by a sputtering method, a vacuum deposition method, or the like are often formed over the panel surface, and are often provided also in a portion corresponding to the auxiliary region. Therefore, the inventors have considered improving the conductivity between the auxiliary wiring and the common electrode by improving the conductivity of the portion corresponding to the auxiliary region of the functional layer.
ところで、機能層は、異なる価数を取りうる遷移金属の酸化物を含むことがある。そして、発明者らは、小さい価数を取ると導電性が向上する遷移金属の酸化物を含んで機能層を構成し、機能層の補助領域相当部位に含まれる遷移金属の価数をより小さくすることを考えた。その結果、機能層の補助領域相当部位の導電性を向上させて、補助配線と共通電極との間の導電性を向上させることができ、パネル面内の各発光層に印加される電圧のばらつきを、さらに抑制できることが明らかになった。本発明の態様はこのような経緯により得られたものである。 By the way, the functional layer may include an oxide of a transition metal that can have different valences. Then, the inventors configure a functional layer including an oxide of a transition metal that improves conductivity when a small valence is taken, and further reduce the valence of the transition metal contained in the portion corresponding to the auxiliary region of the functional layer. Thought to do. As a result, the conductivity of the functional layer corresponding to the auxiliary region can be improved, and the conductivity between the auxiliary wiring and the common electrode can be improved, and the variation in the voltage applied to each light emitting layer in the panel surface It has become clear that this can be further suppressed. The aspect of the present invention has been obtained by such circumstances.
以下、本発明の実施の形態の有機EL素子を説明し、続いて本発明の各性能確認実験の
結果と考察を述べる。なお、各図面における部材縮尺は、実際のものとは異なる。Hereinafter, the organic EL element according to the embodiment of the present invention will be described, and then the results and discussion of each performance confirmation experiment of the present invention will be described. In addition, the member reduced scale in each drawing differs from an actual thing.
[実施の一態様の概要]
本発明の一態様である有機EL素子は、本発明の一態様に係る有機EL素子は、基板をベースとしてその上に画素領域と補助領域とが隣接して設けられた有機EL素子であって、前記基板上の画素領域相当部位に設けられた画素電極と、前記基板上の補助領域相当部位に設けられた補助配線と、前記画素電極上と前記補助配線上とに設けられた第1機能層と、前記第1機能層上の画素領域相当部位に設けられ、有機発光材料を含む発光層と、前記発光層上および前記第1機能層上の補助領域相当部位に設けられた第2機能層と、前記第2機能層上の画素領域相当部位から補助領域相当部位までに連続して設けられた共通電極と、を備え、前記第1機能層は、遷移金属の酸化物を含み、前記第2機能層は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のうち少なくとも1つのフッ化物を含み、前記共通電極は、前記第2機能層に含まれるフッ化物に対し還元性を有する金属を含む。[Summary of One Embodiment]
An organic EL element according to an aspect of the present invention is an organic EL element according to an aspect of the present invention, in which a pixel region and an auxiliary region are provided adjacent to each other on a substrate. A pixel electrode provided in a portion corresponding to the pixel region on the substrate, an auxiliary wiring provided in a portion corresponding to the auxiliary region on the substrate, and a first function provided on the pixel electrode and the auxiliary wiring. A light emitting layer including an organic light emitting material, and a second function provided on a portion corresponding to an auxiliary region on the light emitting layer and on the first functional layer. And a common electrode provided continuously from the pixel region equivalent site to the auxiliary region equivalent site on the second functional layer, wherein the first functional layer includes an oxide of a transition metal, The second functional layer is made of alkali metal and alkaline earth metal Out comprises at least one fluoride, said common electrode comprises a metal having a reducing property to fluoride contained in the second functional layer.
これにより、パネル面内の各発光層に印加される電圧のばらつきを、さらに抑制した有機EL素子を提供できる。 Thereby, the organic EL element which suppressed further the dispersion | variation in the voltage applied to each light emitting layer in a panel surface can be provided.
また、前記第2機能層の補助領域相当部位の厚みの最大値が、前記第1機能層の補助領域相当部位の表面粗さの最大高さRmax以下であってもよい。 Further, the maximum value of the thickness of the portion corresponding to the auxiliary region of the second functional layer may be equal to or less than the maximum height Rmax of the surface roughness of the portion corresponding to the auxiliary region of the first functional layer.
また、前記第1機能層の補助領域相当部位の少なくとも頂部が、前記共通電極と接していてもよい。 In addition, at least the top of the portion corresponding to the auxiliary region of the first functional layer may be in contact with the common electrode.
また、前記第1機能層の補助領域相当部位において最も低い結合エネルギーのピーク位置から3.6eV低いエネルギーまでのXPSスペクトルの形状が、前記第1機能層の画素領域相当部位において最も低い結合エネルギーのピーク位置から3.6eV低いエネルギーまでのXPSスペクトルの形状よりも隆起した形状となっていてもよい。 Further, the shape of the XPS spectrum from the peak position of the lowest binding energy in the portion corresponding to the auxiliary region of the first functional layer to the energy lower by 3.6 eV has the lowest binding energy in the portion corresponding to the pixel region of the first functional layer. The shape may be higher than the shape of the XPS spectrum from the peak position to an energy lower by 3.6 eV.
また、前記第1機能層の補助領域相当部位に含まれる遷移金属の価数の平均値は、前記第1機能層の画素領域相当部位に含まれる遷移金属の価数の平均値よりも小さくてもよい。 The average value of the valence of the transition metal contained in the portion corresponding to the auxiliary region of the first functional layer is smaller than the average value of the valence of the transition metal contained in the portion corresponding to the pixel region of the first functional layer. Also good.
また、前記遷移金属は、W、Mo、Vのいずれかであってもよい。 The transition metal may be W, Mo, or V.
また、前記第2機能層は、前記フッ化物としてNaF、BaF2、CaF2、CsF、MgF2のいずれかを含んでもよい。The second functional layer may include NaF, BaF 2 , CaF 2 , CsF, or MgF 2 as the fluoride.
また、前記還元性を有する金属は、Al、Cu、Ag、Mgのいずれかであってもよい。 Further, the metal having reducibility may be any of Al, Cu, Ag, and Mg.
さらに、本発明の一態様である有機ELパネルは、前記有機EL素子を複数備える。 Furthermore, the organic EL panel which is one embodiment of the present invention includes a plurality of the organic EL elements.
さらに、本発明の一態様である有機EL発光装置は、前記有機EL素子および当該有機EL素子を駆動させる回路を備える。 Furthermore, the organic EL light emitting device which is one embodiment of the present invention includes the organic EL element and a circuit for driving the organic EL element.
さらに、本発明の一態様である有機EL表示装置は、前記有機EL素子および当該有機EL素子を駆動させる回路を備える。 Furthermore, the organic EL display device which is one embodiment of the present invention includes the organic EL element and a circuit for driving the organic EL element.
[実施の形態]
<実施の形態1>
1.全体構成
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ、詳細に説明する。図1は、本発明の実施の形態1に係る有機EL表示パネル1を備えた発光装置の概略構成を示す模式ブロック図である。なお、有機EL表示パネル1は、発光層からの光をガラス基板の反対側からから取り出すトップエミッション型である。具体的には、有機EL表示パネル1に設けられたAl(アルミニウム)からなる共通電極の厚みが極小さく、共通電極が光透過性を有する構成となっている。また、有機EL表示パネル1は、例えば、有機機能層をウェットプロセスにより塗布して製造する塗布型である。[Embodiment]
<
1. Overall Configuration Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic block diagram showing a schematic configuration of a light emitting device including an organic
図1に示すように、有機EL表示パネル1は、駆動回路3に接続され、駆動回路3は制御回路5により制御される。有機EL表示パネル1は、有機材料の電界発光現象を利用した発光装置であり、複数の有機EL素子が配列され構成されている。なお、実際の発光装置において、駆動回路3および制御回路5の配置は、これに限らない。
As shown in FIG. 1, the organic
図2(a)は図1に示した有機EL表示パネルにおける、発光層および補助配線のレイアウトを示す上面図である。面積の等しい矩形状に形成された発光層107はマトリクス状に配置されている。補助配線110は、列方向(Y方向)に延びるように形成され、行方向(X方向)に3つ並んだ発光層107を挟むように配置されている。
FIG. 2A is a top view showing a layout of the light emitting layer and the auxiliary wiring in the organic EL display panel shown in FIG. The
図3は、図1に示した有機EL表示パネルの断面図である。また、図3は、図2のA−A´断面図に対応する。 FIG. 3 is a cross-sectional view of the organic EL display panel shown in FIG. FIG. 3 corresponds to the AA ′ sectional view of FIG. 2.
有機EL表示パネル1は、ガラス基板100と、TFT(薄膜トランジスタ)層101、層間絶縁層102、および平坦化層103を含むTFT基板112を備える。TFT層101は、電極101a、101b、101cと、ソース電極101dと、ドレイン電極101eとで構成されている。また、有機EL表示パネル1には、TFT基板112をベースとして、その上に、画素領域120と補助領域121とが水平方向(X方向)に隣接して設けられている。以下、各層の画素領域120相当部位とは、各層のうちTFT基板112の画素領域120の上方に設けられた部分をいう。同様に、補助領域121相当部位とは各層のうちTFT基板112の補助領域121の上方に設けられた部分をいう。
The organic
また、有機EL表示パネル1は、TFT基板112上の画素領域120相当部位に設けられた画素電極104と、TFT基板112上の補助領域121相当部位に設けられた補助配線110と、隣り合う画素電極104の間および隣り合う画素電極104と補助配線110との間に形成された隔壁層111とを備える。画素電極104は、TFT基板112に形成されたTFT層101の上方に形成されている。隔壁層111の形状は、この断面ではテーパー状である。さらに、有機EL表示パネル1は、画素電極104および補助配線110上に第1機能層として連続して設けられたホール注入層105と、ホール注入層105上の画素領域120相当部位に設けられたホール輸送層106と、ホール輸送層106上に設けられた発光層107と、発光層107上およびホール注入層105上の補助領域121相当部位に第2機能層として設けられた電子注入層108と、電子注入層108上に連続して設けられた共通電極109と、を備える。ホール注入層105は、上述のように画素電極104および補助配線110上に連続して設けられてもよいし、ホール注入層105の厚みや製造方法によって段切れしていてもよい。画素電極104、共通電極109、および補助配線110には図1に示した駆動回路3を介して直流電源が接続され、有機EL表示パネル1の外部より電圧が印加される。これにより、有機EL表示パネル1への給電が行われる。
2.各層の材料
ガラス基板100は、無アルカリガラスからなる。ガラス基板100の材料はこれに限らず、例えば、ソーダガラス、無蛍光ガラス、燐酸系ガラス、硼酸系ガラス、石英、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、ポリカーボネート系樹脂、エポキシ系樹脂、ポリエチレン、ポリエステル、シリコン系樹脂、またはアルミナ等の絶縁性材料のいずれかを用いることができる。In addition, the organic
2. Material of Each Layer The
画素電極104は、アルミ合金、ITO(酸化インジウムスズ)の積層構造からなる。画素電極104の材料はこれに限らず、例えば、銀合金および、IZO、ZnOのいずれかからなる積層構造等、を用いることができる。
The
ホール注入層105は、WOx(酸化タングステン)からなる。The
ホール輸送層106は、アミン系化合物であるTFB(poly(9、9−di−n−octylfluorene−alt−(1、4−phenylene−((4−sec−butylphenyl)imino)−1、4−phenylene))からなる。
The
発光層107は、有機高分子であるF8BT(poly(9、9−di−n−octylfluorene−alt−benzothiadiazole))からなる。発光層107の材料はこれに限らず、公知の有機材料を用いてもよい。発光層107の材料は、例えば、特開平5−163488号公報に記載のオキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物およびアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体およびピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、チオキサンテン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、8−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、2−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とIII族金属との錯体、オキシン金属錯体、希土類錯体等の蛍光物質等を用いることができる。
The light-emitting
電子注入層108は、NaF(フッ化ナトリウム)からなる。
The
共通電極109は、Alからなる。
The
補助配線110は画素電極104と同じアルミ合金、ITO(酸化インジウムスズ)の積層構造からなる。
3.有機EL表示パネル1の製造方法
次に、有機EL表示パネル1の製造方法を例示する。The
3. Manufacturing Method of Organic
図4および図5は、図1に示した有機EL表示パネル1の製造方法を示す断面図である。
4 and 5 are cross-sectional views showing a method for manufacturing the organic
まず、図4(a)に示すように、TFT基板112上に、アルミ合金、ITOからなる画素電極104および補助配線110を形成する。具体的には、最初に、TFT基板112をスパッタ成膜装置のチャンバー内に載置する。そして、チャンバー内に反応性ガスを導入しつつターゲット材をスパッタリングすることにより、TFT基板112上にアルミ合金、ITO膜を形成する。さらに、ITO膜上にフォトレジスト膜を塗布し、フォトレジスト膜にパターン露光、現像、焼成を施すことにより、マスクパターンを形成する。マスクパターンの形状は、画素電極104および補助配線110にそれぞれ対応している。その後、マスクパターンの形成されたITO膜を、エッチング液を用いてエッチングする。これらの工程により、TFT基板112上に、アルミ合金、ITO(酸化インジウムスズ)の積層構造からなる画素電極104および補助配線110を成膜する。
First, as shown in FIG. 4A, the
次に、図4(b)に示すように、画素電極104および補助配線110上に連続して、WOxを含むホール注入層105を成膜する。WOxのような金属膜を成膜するため、ホール注入層105の成膜にはスパッタリング法が用いられる。具体的には、具体的には、アルゴンガスおよび酸素ガスを導入したチャンバー内において、高電圧を印加することによりアルゴンをイオン化させ、当該アルゴンイオンをターゲットに衝突させる。アルゴンイオンのターゲットへの衝突により、ターゲットから放出されたW粒子は酸素ガスと反応してWOxとなる。これにより、画素電極104および補助配線110上に亘ってWOxからなるホール注入層105が成膜される。ここで、ホール注入層105は、その厚みが1nm〜50nmの薄膜であるため、ホール注入層105の表面粗さの最大高さRmaxは1nm〜15nm程度となっている。Next, as shown in FIG. 4B, a
さらに、図4(c)に示すように、隣り合う画素電極104の間および隣り合う画素電極104と補助配線110との間に、隔壁層111を形成する。具体的には、まず、隔壁層111の材料層を、ホール注入層105を覆うように、例えば、スピンコート法などを用いて積層する。次に、隔壁層111の材料層の上方に、マスクを形成する。マスクの形状は、隔壁層111を形成しようとする箇所に開口が設けられた形状である。この状態でフォトリソグラフィ法を用いパターニングすることにより、隣り合う画素電極104の間および隣り合う画素電極104と補助配線110との間に、隔壁層111を形成できる。
Further, as shown in FIG. 4C, a
次に、図5(a)に示すように、画素領域120相当部位において、ホール注入層105上にホール輸送層106、発光層107を順に成膜する。具体的には、ホール注入層105の表面の画素領域120相当部位に、例えば、インクジェット法によるウェットプロセスにより有機材料と溶媒とを含むインクを滴下し、溶媒を揮発させて除去すればよい。これにより、画素領域120相当部位において、ホール注入層105上にホール輸送層106、発光層107を順に成膜できる。なお、ホール輸送層106および発光層107の形成方法はインクジェット法に限らない。例えば、スピンコート法、グラビア印刷法、ディスペンサー法、ノズルコート法、凹版印刷、凸版印刷等の公知の方法によりインクを滴下および塗布してもよい。
Next, as shown in FIG. 5A, a
最後に、図5(b)に示すように、発光層107およびホール注入層105の表面の補助領域121相当部位に、電子注入層108、共通電極109を順に成膜する。NaFやAlのような金属膜を成膜するため、電子注入層108および共通電極109の成膜には真空蒸着法が用いられる。
Finally, as shown in FIG. 5B, the
なお、図3には図示しないが、有機EL表示パネル1の完成後に、電極対や各種機能層が大気曝露されるのを抑制するため、共通電極109の表面にさらに封止層を設けることができる。具体的には、例えばSiN(窒化シリコン)、SiON(酸窒化シリコン)等からなる封止層を、有機EL表示パネル1を内部封止するように設ければよい。また、封止層の代わりに、有機EL表示パネル1全体を空間的に外部から隔離する封止缶を設けてもよい。具体的には、例えば、ガラス基板100と同様の材料からなる封止缶を設け、密閉空間内部に水分などを吸着するゲッター剤を設ければよい。
Although not shown in FIG. 3, after the organic
以上の工程を経ることで、有機EL表示パネル1が完成する。
4.補助配線110と共通電極109との間の導電性について
以下、補助配線110および画素電極104上に設けられた各層の構成について述べた後、補助配線110と共通電極109との間の導電性の向上のメカニズムについて述べる。
4−1.補助配線110および画素電極104上に設けられた各層の構成
図6(a)は、図1に示した有機EL表示パネル1の模式断面図である。図6(b)は、図6(a)に示した断面図の補助配線110上の領域、すなわち点線で囲んだ領域βの拡大図である。The organic
4). Conductivity between the
4-1. Configuration of Each Layer Provided on
図6(a)に示すように、画素電極104上には、ホール注入層105、ホール輸送層106、発光層107、電子注入層108、共通電極109が設けられている。一方、補助配線110上には、ホール注入層105、電子注入層108、共通電極109が設けられている。
As shown in FIG. 6A, a
図6(b)に示すように、補助配線110上において、ホール注入層105の表面は粗くなっている。これは、上述のように、ホール注入層105は、その厚みが1nm〜50nmの薄膜であるためである。また、電子注入層108の厚みの最大値Lmaxがホール注入層105の粗さの最大値Rmax以下である。ここで、電子注入層108の厚みは、0.5nm〜10nmであるため、下地となっているホール注入層105の表面が粗くなっていると、真空蒸着法で電子注入層108を成膜したとしても、電子注入層108には厚みの大きい箇所と小さい箇所とが生じてしまう。そして、この構成では、電子注入層108の厚みの最も小さい箇所が厚みゼロとなっている。そのため、ホール注入層105の凹部には電子注入層108が埋め込まれ、ホール注入層105の頂部105aには共通電極109が接触する箇所が生じている。
4−2.補助配線110と共通電極109との間の導電性
図7(a)は、図1に示した有機EL表示パネル1の補助配線110上に設けられた各層の構成を説明する図であり、左側は共通電極109を形成した直後、右側は共通電極109を形成してから一定時間経過後に対応する。図7(b)は、図1に示した有機EL表示パネル1の画素電極104上に設けられた各層の構成を説明する図である。As shown in FIG. 6B, the surface of the
4-2. Conductivity between Auxiliary Wiring 110 and
図7(a)の左側に示すように、補助配線110上において、WOxからなるホール注入層105内には、価数が+6のW(以下、W6+と称する)と、価数が+5のW(以下、W5+と称する)、価数が+4のW(以下、W4+と称する)とが混在している。なお、Wは、+6、+5、+4、+3等の価数を取り得る。As shown on the left side of FIG. 7A, in the
共通電極109の形成から一定時間が経過すると、図7(a)の右側に示すように、共通電極109とホール注入層105とが接する領域γにおいて、ホール注入層105内のW6+が還元されW5+へと変化する。これは、共通電極109を構成するアルミニウムが、還元性を有するためである。なお、共通電極109とホール注入層105が接していない場合でも、電子注入層108が十分薄い場合には、共通電極109を構成するアルミニウムによるホール注入層105内のW6+の還元が起きうる。ここで、十分薄いというのは、電子注入層108の厚みが、例えば、0.1nm〜1nm場合をいう。When a certain time has elapsed since the formation of the
ところで、WOxにおいて、Wが取り得る最大価数は+6である、そのため、W5+を含むWOxは酸素欠陥に類する構造を有するといえる。ここで、ホール注入層105を構成する材料が酸素欠陥に類する構造をとることで、当該構造に基づく電子準位により、ホール注入層のホール伝導効率が向上するとの報告がある(非特許文献1)。この報告を踏まえると、W5+の導電性は、W6+の導電性よりも大きいと考えられる。By the way, in WO x , the maximum valence that W can take is +6. Therefore, it can be said that WO x containing W 5+ has a structure similar to oxygen defects. Here, there is a report that the material constituting the
ところで、共通電極109を構成するAlがW6+を還元すると、WOxからO2-が発生し、O2-とAl3+等によりAlOX(酸化アルミニウム)が形成される。しかしながら、領域γ近傍の全部において、AlOXが形成される可能性は低い。以下、これについて述べる。By the way, when Al constituting the
共通電極109を構成するAlは、ホール注入層を構成するW6+のみならず、電子注入層108を構成するNaFに含まれるNa+をNaに還元する機能を有する。ここで、共通電極109を構成するAlがNa+を還元しても、O2-が発生しないので、AlOXは形成されない。その結果、Alと比べて導電性が小さいAlOXは、領域γ近傍の一部において形成される。そのため、補助配線110からホール注入層105のW5+を介して流れた電流は、共通電極109のAlに流れることができる。Al constituting the
以上より、補助配線110上において、共通電極109とホール注入層105との間の導電性は向上するといえる。
4−3.画素電極104と共通電極109との間の導電性
補助配線110上においては、共通電極109とホール注入層105との間の導電性はより向上することが求められるが、一方、画素電極104上のホール注入層105に求められる機能としては、共通電極109から注入される電子とバランスの取れたホールを画素電極104から注入するとともに、共通電極109から注入された電子の中で発光層からホール注入層105側へ流出する電子をブロックし、発光層内にとどめることが挙げられる。図7(b)に示すように、画素電極104上において、共通電極109とホール注入層105との間には、ホール輸送層106、発光層107、電子注入層108が設けられている。そのため、共通電極109を構成するアルミニウムの還元性は、ホール注入層105のWには及ばない。このことにより、発光特性に求められる適度なホールの注入性と電子ブロック性とを両立でき、発光層107の発光特性を向上できる。
5.効果
5−1.補助配線110と共通電極109との間の抵抗の測定
本実施の形態の効果について確認するため、補助配線110と共通電極109との間の抵抗の測定実験を行い、補助配線110と共通電極109との間の導電性を検討した。図8は、各補助配線上の構造による抵抗の測定結果を示し、図1に示した有機EL表示パネル1における効果を説明する図である。サンプルAは、補助配線上に第1機能層であるWOx、アルカリ土類金属をドープした有機電子注入層材料、およびITOからなる共通電極を積層した構造である。サンプルBは、補助配線上に第1機能層であるWOx、NaFを含む機能層、アルカリ土類金属をドープした有機電子注入層材料、およびITOからなる共通電極を積層した構造である。サンプルCは、補助配線上に第1機能層であるWOxからなる電極にアルミニウムからなる共通電極を積層した構造である。サンプルDは、補助配線上に第1機能層であるWOxからなる電極にNaFを含む機能層およびアルミニウムからなる共通電極を積層した構造であり、本実施の形態に該当する。From the above, it can be said that the conductivity between the
4-3. Conductivity between the
5. Effect 5-1. Measurement of resistance between the
図8に示すように、サンプルA、B、C、Dのコンタクト抵抗は、それぞれ、2.74E+5[Ω]、1.80E+6[Ω]、4.22E+3[Ω]、2.34E+3[Ω]となっている。このように、サンプルDすなわち本実施の形態において、導電性が最も高くなっているといえる。
5−2.XPS測定
さらに、補助配線110上および画素電極104上における、ホール注入層105に含まれるWOxの価数について確認するため、X線光電子分光(XPS)測定実験を行った。As shown in FIG. 8, the contact resistances of samples A, B, C, and D are 2.74E + 5 [Ω], 1.80E + 6 [Ω], 4.22E + 3 [Ω], and 2.34E + 3 [Ω], respectively. It has become. Thus, it can be said that the conductivity is highest in the sample D, that is, in the present embodiment.
5-2. XPS Measurement In order to confirm the valence of WO x contained in the
(XPS測定条件)
使用機器 :X線光電子分光装置 PHI5000 VersaProbe(アルバック・ファイ社製)
光源 :Al Kα線
光電子出射角 :基板法線方向に対し45度
測定点間隔:0.1eV
なお、ピークの解析は、光電子分光解析用ソフト「PHI Multipak」を用いて行った。(XPS measurement conditions)
Equipment used: X-ray photoelectron spectrometer PHI5000 VersaProbe (manufactured by ULVAC-PHI)
Light source: Al Kα ray Photoelectron emission angle: 45 degrees with respect to the substrate normal direction Measurement point interval: 0.1 eV
The analysis of the peak was performed using photoelectron spectroscopic analysis software “PHI Multipak”.
図9は、図1に示した有機EL表示パネル1の補助配線110上および画素電極104上におけるホール注入層105のXPS測定による結合エネルギーを示す図である。図9の横軸は相対結合エネルギー(ev)を示し、紙面左から右に向かって結合エネルギーが低くなるように示している。図9の縦軸は相対強度を示す。図9において、グラフaは画素電極104上のホール注入層105に対応し、グラフbは補助配線110上のホール注入層105に対応している。
FIG. 9 is a diagram showing the binding energy by XPS measurement of the
図9に示すように、ホール注入層105の補助領域121相当部位において最も低い結合エネルギーのピーク位置から3.6eV低いエネルギーまでのXPSスペクトルの形状が、ホール注入層105の画素領域120相当部位において最も低い結合エネルギーのピーク位置から3.6eV低いエネルギーまでのXPSスペクトルの形状よりも隆起した形状となっている。これにより、補助配線110上および画素電極104上において、ホール注入層105の導電性が異なっていることが確認できた。ホール注入層105の画素領域120相当部位では、最も低い結合エネルギーのピーク位置から3.6eV程度低い結合エネルギーの領域内に隆起(ピークとは限らない)した構造を持つWOxとなっているため、有機EL素子において優れた導電性が発揮できるようになったと考えられる。
5−3.効果
このように、ホール注入層105の補助配線110上に設けられた部分の方が、ホール注入層105の画素電極104上に設けられた部分よりも、導電性が高いといえる。具体的には、ホール注入層105を構成するWOxは、上記の最大価数(+6)および最大価数よりも低い価数(+5、+4)等、様々な価数を取るWが集まって構成されているが、ホール注入層105全体で見ると、それらの様々な価数の平均の価数となっている。そして、ホール注入層105の補助領域121相当部位に含まれるWの価数の平均値は、ホール注入層105の画素領域120相当部位に含まれるWの価数の平均値よりも小さい。そのため、この構成の有機EL素子では、パネル面内の各発光層107に印加される電圧のばらつきを、さらに抑制できる。その結果、パネル面内での輝度ムラをさらに抑制できる。
[変形例]
本発明の一態様に係る有機EL素子は、上記実施の形態で示した構成に限定されない。以下、変形例について具体的に述べる。
1.有機EL素子の層構成
本発明の一態様に係る有機EL素子は、トップエミッション型に限らず、いわゆるボトムエミッション型の構成でもよい。As shown in FIG. 9, the shape of the XPS spectrum from the lowest binding energy peak position to 3.6 eV lower energy in the portion corresponding to the
5-3. Effect As described above, it can be said that the portion of the
[Modification]
The organic EL element according to one embodiment of the present invention is not limited to the structure described in the above embodiment mode. Hereinafter, the modification will be specifically described.
1. Layer Configuration of Organic EL Element The organic EL element according to one embodiment of the present invention is not limited to the top emission type, and may be a so-called bottom emission type configuration.
また、上記実施の形態では、ホール注入層と電子注入層との間に、ホール輸送層と発光層とを設けた。しかしながら、これに限らず、ホール輸送層は、陽極と発光層との間に含まれる層の組み合わせが、陽極から発光層へのホールの注入を円滑に行うものである場合、省略することもできる。すなわち、ホール注入層と電子注入層との間に発光層のみを設けてもよい。
2.補助配線、電子注入層、および共通電極の材料
上記実施の形態等では、補助配線がWOx、電子注入層がNaF、共通電極がアルミニウムを含むように構成したが、これに限らない。以下、当該材料についての変形例を説明する。
2−1.補助配線
上記実施の形態等では、補助配線がWOxを含むよう構成したが、これに限らない。補助配線としては、WOxに限らず、遷移金属の酸化物をいずれかを含む構成であればよい。なお、遷移金属とは、Mo(モリブデン)、V(バナジウム)などをいう。
2−2.電子注入層
上記実施の形態等では、電子注入層がNaFを含むよう構成したが、これに限らない。電子注入層としては、NaFに限らず、アルカリ金属のフッ化物またはアルカリ土類金属のフッ化物を含む構成であればよい。また、アルカリ金属のフッ化物およびアルカリ土類金属を複数の種類含む構成であってもよい。なお、アルカリ金属とは、Na、Li(リチウム)、Cs(セシウム)をいい、アルカリ土類金属とは、Ca(カルシウム)、Ba(バリウム)、Mg(マグネシウム)をいう。また、電子注入層としては、フッ化物に限らず、アルカリ金属単体またはアルカリ土類金属単体を含む構成であってもよい。
2−3.共通電極
上記実施の形態等では、共通電極がAlを含むよう構成したが、これに限らない。共通電極としては、Cu、Ag,Mgなどの還元性を有する金属のいずれかが考えられる。
3.有機EL素子の適用例
本発明の一態様に係る有機EL素子は、有機ELパネル、有機EL発光装置、および有機EL表示装置に適用することができる。有機ELパネル、有機EL発光装置、および有機EL表示装置に適用するに適用することで、これら装置の輝度むらを抑制し、発光特性に優れた装置を実現できる。In the above embodiment, the hole transport layer and the light emitting layer are provided between the hole injection layer and the electron injection layer. However, the present invention is not limited to this, and the hole transport layer can be omitted when the combination of layers included between the anode and the light emitting layer smoothly injects holes from the anode to the light emitting layer. . That is, only the light emitting layer may be provided between the hole injection layer and the electron injection layer.
2. Auxiliary Wiring, Electron Injection Layer, and Common Electrode Material In the above-described embodiments and the like, the auxiliary wiring includes WO x , the electron injection layer includes NaF, and the common electrode includes aluminum. However, the present invention is not limited thereto. Hereinafter, modified examples of the material will be described.
2-1. Auxiliary Wiring In the above-described embodiment and the like, the auxiliary wiring is configured to include WO x , but is not limited thereto. The auxiliary wiring is not limited to WO x and may be any structure including any transition metal oxide. The transition metal refers to Mo (molybdenum), V (vanadium), and the like.
2-2. Electron Injection Layer In the above-described embodiment and the like, the electron injection layer is configured to contain NaF, but the present invention is not limited to this. The electron injection layer is not limited to NaF, but may be any structure that includes an alkali metal fluoride or an alkaline earth metal fluoride. Moreover, the structure containing several types of alkali metal fluoride and alkaline-earth metal may be sufficient. The alkali metal refers to Na, Li (lithium), and Cs (cesium), and the alkaline earth metal refers to Ca (calcium), Ba (barium), and Mg (magnesium). In addition, the electron injection layer is not limited to fluoride, and may be configured to include an alkali metal simple substance or an alkaline earth metal simple substance.
2-3. Common electrode In the above-described embodiment and the like, the common electrode is configured to contain Al, but this is not a limitation. As the common electrode, any of metals having reducibility such as Cu, Ag, and Mg can be considered.
3. Application Example of Organic EL Element The organic EL element according to one embodiment of the present invention can be applied to an organic EL panel, an organic EL light emitting device, and an organic EL display device. By applying to an organic EL panel, an organic EL light emitting device, and an organic EL display device, it is possible to suppress luminance unevenness of these devices and realize a device having excellent light emission characteristics.
有機ELパネルについては、有機EL素子を1つ配置してもよいし、同じ色に発光する赤色、緑色、青色の各画素に対応する有機EL素子を複数個配置してもよいし、同じ色の有機EL素子を複数個配置してもよい。有機EL発光装置は、例えば、照明装置等に利用することができる。有機EL表示装置は、例えば、有機ELディスプレイ等に利用することができる。 For the organic EL panel, one organic EL element may be arranged, or a plurality of organic EL elements corresponding to red, green, and blue pixels emitting the same color may be arranged, or the same color. A plurality of organic EL elements may be arranged. The organic EL light emitting device can be used for, for example, a lighting device. The organic EL display device can be used for an organic EL display, for example.
本発明の有機EL素子は、例えば、家庭用もしくは公共施設、あるいは業務用の各種表示装置、テレビジョン装置、携帯型電子機器用ディスプレイ等に用いられる有機EL装置に好適に利用可能である。 The organic EL element of the present invention can be suitably used for an organic EL device used for, for example, various display devices for home use or public facilities, or for business use, television devices, displays for portable electronic devices, and the like.
1 有機EL表示パネル
3 駆動回路
5 制御回路
100 基板
101 TFT層
102 層間絶縁層
103 平坦化層
104 画素電極
105 ホール注入層
106 ホール輸送層
107 発光層
108 電子注入層
109 共通電極
110 補助配線
111 隔壁層
112 TFT基板DESCRIPTION OF
Claims (11)
前記基板上の画素領域相当部位に設けられた画素電極と、
前記基板上の補助領域相当部位に設けられた補助配線と、
前記画素電極上と前記補助配線上とに設けられた第1機能層と、
前記第1機能層上の画素領域相当部位に設けられ、有機発光材料を含む発光層と、
前記発光層上および前記第1機能層上の補助領域相当部位に設けられた第2機能層と、
前記第2機能層上の画素領域相当部位から補助領域相当部位までに連続して設けられた共通電極と、
を備え、
前記第1機能層は、遷移金属の酸化物からなり、
前記第2機能層は、アルカリ金属およびアルカリ土類金属のうち少なくとも1つのフッ化物を含み、
前記共通電極は、前記第2機能層に含まれるフッ化物に対し還元性を有する金属を含む、
有機EL素子。 An organic EL element in which a pixel region and an auxiliary region are provided adjacent to each other with a substrate as a base,
A pixel electrode provided in a portion corresponding to a pixel region on the substrate;
Auxiliary wiring provided in a portion corresponding to the auxiliary region on the substrate,
A first functional layer provided on the pixel electrode and the auxiliary wiring;
A light emitting layer that is provided in a portion corresponding to the pixel region on the first functional layer and includes an organic light emitting material;
A second functional layer provided in a portion corresponding to the auxiliary region on the light emitting layer and the first functional layer;
A common electrode continuously provided from the pixel region equivalent portion on the second functional layer to the auxiliary region equivalent portion;
With
Wherein the first functional layer is made of oxide of a transition metal,
The second functional layer includes at least one fluoride of alkali metal and alkaline earth metal,
The common electrode includes a metal having reducibility with respect to fluoride contained in the second functional layer.
Organic EL element.
請求項1に記載の有機EL素子。 The maximum value of the thickness of the portion corresponding to the auxiliary region of the second functional layer is equal to or less than the maximum height Rmax of the surface roughness of the portion corresponding to the auxiliary region of the first functional layer.
The organic EL element according to claim 1.
請求項2に記載の有機EL素子。 At least the top of the portion corresponding to the auxiliary region of the first functional layer is in contact with the common electrode;
The organic EL device according to claim 2.
請求項1に記載の有機EL素子。 The shape of the XPS spectrum from the lowest binding energy peak position in the auxiliary region corresponding portion of the first functional layer to the lower energy of 3.6 eV is the lowest binding energy peak position in the pixel region corresponding portion of the first functional layer. From the shape of the XPS spectrum up to 3.6 eV lower energy,
The organic EL element according to claim 1.
請求項1に記載の有機EL素子。 The average value of the valence of the transition metal contained in the portion corresponding to the auxiliary region of the first functional layer is smaller than the average value of the valence of the transition metal contained in the portion corresponding to the pixel region of the first functional layer.
The organic EL element according to claim 1.
請求項1に記載の有機EL素子。 The transition metal is any one of W, Mo, and V.
The organic EL element according to claim 1.
請求項1に記載の有機EL素子。 The second functional layer contains any one of NaF, BaF 2 , CaF 2 , CsF, and MgF 2 as the fluoride.
The organic EL element according to claim 1.
請求項1に記載の有機EL素子。 The metal having the reducing property is any one of Al, Cu, Ag, and Mg.
The organic EL element according to claim 1.
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